灌流技术赋能高密度T细胞培养

近年来，T 细胞疗法作为快速发展的个性化医学领域，吸引了大量风险投资家和制药公司的兴趣。他们利用 T 细胞的固有功能来防御病原体，并寻求用于癌细胞的靶向治疗。尽管目前正在尝试开发多种形式的 T 细胞疗法，但它们遵循的是通用流程：即从患者体内分离出 T 细胞，在体外对其进行修饰和扩增，然后将其回输患者体内，以达到治疗疾病的目的。

灌流实验方案介绍

细胞疗法的生产已经采用了生物工艺的许多原理，包括使用生物反应器进行细胞扩大培养。摇摆平台生物反应器就是一个例子，其中摇摆式搅拌和灌流培养模式的组合可以获得更高细胞密度。为了详细了解培养基灌流对高密度 T 细胞培养的影响，我们使用了 Xuri™ W25 细胞扩增系统（一种波浪式摇摆的生物反应器）来培养原代 T 细胞，以不进行灌流的培养作为对照。分析了灌流对细胞生长和活力的影响，以及灌流在控制关键代谢物和生长因子中的作用。

Cytiva Xuri™ W25细胞扩增系统

材料和方法

    T 细胞的活化和扩增

首先，将 5×10⁷ 冷冻的 PBMC 解冻，洗涤两次，并在 T225 培养瓶中以 1×10⁶ 细胞/ ml 进行培养。将 CD3 / CD28 磁珠以磁珠：CD3⁺T 细胞=3∶1 的比例加入培养物中。在 37°C 培养箱中培养细胞。培养 3 天后，对细胞进行计数，使细胞密度保持在 0.5×10⁶ 细胞/ ml 继续培养 2 天。

随后，将细胞转移至 2 L Xuri™ Cellbag™灌流一次性生物反应器，接种浓度为 0.5×10⁶ 细胞/ml。将 Xuri Cellbag 生物反应器置于 Xuri Cell Expansion System W25 上，该系统设置在 37°C / 5% CO₂ 培养条件下，摇摆速率为 15 rpm，摇摆角度为 6°。细胞浓度通过补加培养基维持在 0.5×10⁶ 细胞/ml，直到获得最大工作体积为 1L。当培养物达到 2×10⁶ 细胞/ ml 的细胞密度时，开始进行连续灌注，并根据细胞密度调节灌流速率，直至第 14 天的扩增时间。

实验灌流策略

实验结果

实验结果表明，相比于不进行灌流的培养，采用灌流培养具有以下方面的优势：

 • 灌流培养过程中细胞所处的生物学环境更加均一、稳定；

 • 灌流培养下细胞所需的营养物质更丰富，代谢产物浓度更低；

 • 灌流培养最终可获得更高的细胞密度及数量；

 • 灌流培养下的细胞状态及活力更优。

成功案例

1.CAR-T 细胞在 Xuri W25 灌流培养

CAR-T 细胞以 5E5 cells/ml、300 ml 体系接种到 Xuri W25，在培养过程中根据细胞密度变化，对培养的摇摆速度、角度以及灌流速度进行调节（具体见 Approach），培养至第 8 天（上 Xuri W25 培养 5 天），细胞密度可达到 1.1E7 cells/ml，细胞总数可达到 1.1E10 cells，同时在整个 Xuri W25 培养过程中 CAR-T 细胞活率可维持在 90% 以上。

2.UCAR-T 细胞在 Xuri W25 灌流培养

UCAR-T 细胞以 5E5 cells/ml、300 ml 体系接种到 Xuri W25，在培养过程中根据细胞密度变化，对培养的摇摆速度、角度以及灌流速度进行调节（具体见 Approach），培养至第 10 天，细胞密度可达到 3.0E7 cells/ml，细胞总数可达到 3.0E10 cells，同时在整个 Xuri W25 培养过程中细胞活率可维持在 90% 以上。

结论

Xuri™ W25 细胞扩增系统灌流培养优势：

通过标准化、密闭化、自动化培养过程，Xuri W25波浪式生物反应器应用灌流技术为收获足量高活性的细胞带来了无限可能。

无论是灌流策略的调整、还是摇床参数的优化（如温度、角度、转速等）、通气单元的控制（气流量、气体组分等），都离不开对Xuri W25配套的UNICORN软件的灵活应用。同时，在摸索得出最优参数后，也可使用UNINORN内置的Method Editor模块来进行参数的固定，形成可支持商业化大规模生产的培养方案。

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